基于力敏传感器的假肢手倾斜抓握滑动检测

为了防止假肢手因受干扰而导致抓握失稳,分析并建立倾斜抓握状态下的假肢手抓握力模型,提出一种基于力敏传感器和短时傅里叶变换的滑动检测方法,对不同干扰下的滑动检测进行了实验研究。结果表明:在不同抓握角度下,运用力敏传感器和短时傅里叶变换,能够实时有效地检测出被抓握物体滑动情况,从而可以进一步实施防滑控制。     

基于GWO-SVM的下肢假肢穿戴者骑行相位识别

针对下肢假肢穿戴者骑行相位识别的问题,提出基于灰狼算法优化的支持向量机(GWO-SVM)分类模型. 建立下肢多源信息系统,采集膝关节、踝关节的加速度信号以及膝关节角度信号. 应用奇异值分解,对采集到的信号进行降噪处理. 在对信号进行降噪处理之后,为了避免单一信号不确定的影响,从数据冗余角度,选取各信号的特征点,开展归一化处理,组成多维特征向量,作为SVM分类模型的输入. 为了能够进一步提高分类精度,加强全局优化能力,利用GWO算法对核参数进行优化. 通过与PSO-SVM分类模型、GA-SVM分类模型对比表明,基于GWO优化的SVM分类模型对骑行相位的识别率为94%,高于其他方法优化的SVM分类模型.     

半机械人：残疾人的未来

麻省理工学院的Hugh Herr教授在三十年前的一次翻山事故中因冻伤失去了双腿。术后,Herr对医疗机构提供的假肢一直不满意。他认为那样的假肢无法让他继续登山,医疗专家应该构建出不延缓行动的替代部件。     

基于神经网络的智能下肢假肢自适应控制

下肢假肢的膝关节是一种具有高度非线性、时变、强耦合的阻尼系统,传统控制方法很难达到良好控制效果.针对这一问题,提出将神经网络(NN)应用于下肢假肢控制.以学习矢量量化(LVQ)神经网络为基础,提出神经网络模型参考自适应控制方法.该方法通过选择适当的参考模型和自适应算法,利用参考模型输出与实际系统输出之间的误差信号,由自适应算法计算当前的控制量以控制智能下肢假肢,达到自适应控制的目的.该方法不需要进行性能指标的变换,容易实现且自适应速度快,仿真结果表明了该方法的有效性.     

主动式踝关节假肢的位置伺服系统研究

根据人体脚踝的运动特性,设计了具有位置、速度和电流反馈的闭环控制的主动式踝关节假肢的位置伺服系统,为身体前进提供足够的能量,以实现步态轨迹,并在控制系统的位置环引入Fuzzy-PID控制策略.仿真结果表明,Fuzzy-PID控制器用于主动式踝关节假肢位置伺服系统具有很好的智能性、鲁棒性、快速性和准确性,可以有效地用于主动式踝关节假肢的行走控制.     

智能假肢感知和约束变增益迭代学习控制

针对膝关节输入力矩为受限的阻尼力矩,步态跟随控制缺乏在线调节问题,提出用离线和在线集成的变增益一阶D型闭环迭代学习方法进行步态跟随控制。建立系统动力学模型,给出基于有限状态机的步态感知和人腿摆动相步速间接感知方法,减小跟随滞后。设计在线变步长指数增益调节算子,并针对输入力矩受限,设计离线的带惩罚因子的指数增益调节算子。利用谱半径约束条件,分析算法的收敛性。在真人比例虚拟样机模型上进行控制仿真实验,给出了固定增益和变增益调节下轨迹跟踪曲线。结果证明,提出的增益调节算子可保证输入在有效范围内,并可提高跟踪速度。     

国内外人工腿(假肢)研究的进展及发展趋势

人工腿(假肢)一直是机器人学和生物医学工程领域 的一个前沿性研究课题．在这方面的研究中,英、日两国于90年代中期研制成功的智能型 人工腿反映了该研究的最新进展．本文共分五个部分,第一部分是引言;第二部分重点介绍 国外在90年代初以前人工腿的研究概况;第三部分重点介绍国外从90年代初至今人工腿 的研究概况,特别是智能人工腿的研究情况;第四部分重点介绍国内人工腿的研究现状;最 后一部分介绍人工腿研究的发展趋势．     

智能下肢假肢关键技术研究进展

智能假肢是将智能检测与控制技术应用于假肢的产物,可显著提高假肢装置的安全性、功能性和舒适性,使得假肢能够达到与健肢相同的运动效果.根据人体运动具有规律性的特点,利用先进的传感器融合与智能控制技术,对速度、路况、步态等运动状态进行有效的识别,是实现假肢协调控制的基础.本文在介绍国内外发展现状的基础上,对智能假肢的控制从理论分析、样机研制、实验测试等方面进行了系统的介绍.     

假肢接受腔阳模数控加工刀具的运动轨迹规划

应用表面建模方法，建立了假肢接受腔的三维数学模型。针对假肢接受腔的独特外形特征，研制了加工假肢接受腔阳模的三轴联动数控机床，该机床控制系统采用开环系统，可以运行CAD／CAM软件。对加工假肢接受腔阳模的刀具进行了运动轨迹规划，推导出了切削点的计算公式。根据三维刀具半径补偿原理，确定了刀具的刀位点运动轨迹。经过临床实例加工表明：该数控机床和刀具运动轨迹规划算法完全满足实际应用要求。     

控制革命

电影《阿凡达》中有一段让人难忘的桥段:在潘多拉星上,海军战士通过复杂的设备,利用意念操控人造的混血阿凡达。当然,这只是导演卡梅隆的虚构,但是你或许不知道,利用"意念"操控物体已经不再是人类的空想,因为意念控制已向我们走近。意念使残障人士控制假肢《纽约时报》撰文报道了最新意念操控的技术发展,可能几年之后,我们就可以双手插袋,用意念控制家中的灯具开关,或者控制电脑撰写